频繁倒极电渗析（EDR）为高硅废水提供卓越回用方案
挑战
由于经济和监管因素，半导体器件制造越来越依赖水回收。在这类设施中，有许多局部洗涤器产生的废水可以回收。虽然局部洗涤器位于晶圆厂内的不同位置，废液流通常具有不同的水质，但用于处理回收的化合物类型存在相似之处。
由于使用了氢氟酸（HF）清洁晶圆，许多局部洗涤器废水流中含有高浓度的氟化物和二氧化硅。传统的HF废物（HFW）处理需要沉淀、絮凝和沉积，而且需要在晶圆厂内使用大量的空间（占地面积）。众所周知，HFW的可变性很大，这可能导致传统处理工艺不稳定，并且有违反排放要求的风险。
Veolia与新加坡一家半导体制造商合作，对该厂商的局部洗涤器废物进行分类和回收。分离处理和回用使工厂能够在有限的占地面积内进行扩建，提高了晶圆厂的整体水回收率，并降低了环境合规风险。
项目概要
终端用户：半导体制造厂
地点：新加坡
调试：2016
应用：局部洗涤器废水回收
技术：频繁倒极电渗析（EDR）筒式滤芯，氯
流量：150 m3/小时
影响技术选择的因素：50-100 ppm氟化物；进料中总二氧化硅含量为65 ppm（实施回收后）；SDI5min > 19，SDI1min >90，主要成分为二氧化硅；会导致生物生长的高温和低重量有机物
运行结果：出水符合局部洗涤器给水质量要求；氟化物去除率为80%；回收率为70%；无二氧化硅污垢/去除；生物生长受控，就地清洗间隔为2-3个月
制胜价值主张：高回收率；占地面积小；二氧化硅和有机耐受性；控制生物生长；运行成本低
关键词：微电子；半导体；局部洗涤器回收（LSR）；氢氟酸废水；废水回用；工业；氟；硅；频繁倒极电渗析；Z.Plex*滤芯
解决方案
局部洗涤器废水具有一些独特的处理挑战，这些挑战会影响技术的选择。除了进料氟化物浓度超过50 ppm外，废水流还容易产生生物污垢，并且含有高浓度的细小二氧化硅颗粒。众所周知，如果没有进行充分的预处理，生物污堵和二氧化硅都会给基于反渗透（RO）的系统带来问题。
为了应对这些挑战，Veolia开发了一项集成工艺流程（图2），其中包括加氯、滤芯式预过滤（Z.Plex SWRO.Zs 50-40）和频繁倒极电渗析（EDR）。这一组合式工艺可实现70%的回收率，并将氟化物浓度从50-100 ppm降至28 ppm以下。EDR产出水被循环至局部洗涤器进料罐，在那里与新水混合以达到流量平衡。
与超滤（UF）和RO替代方案相比，基于EDR的工艺具有多项优势，包括：
- 对细小二氧化硅颗粒具有耐受性，这些颗粒难以通过基于膜的UF预处理去除，并可能污染RO膜（由于许多局部洗涤器没有限制性的二氧化硅要求，这些二氧化硅颗粒可以通过EDR产出水进入洗涤器中）
- 能够保持整个系统的氯残留量，以控制生物生长
- 减少占地面积
- 能够实现超过70%的回收率，而无需离子交换和RO系统所需的大量化学剂量
与高pH值RO系统（包括UF、离子交换和RO）相比，资金成本更低。
结果
自2016年12月起，基于EDR的系统已成功投入运行。预计EDR膜寿命超过7年，就地清洗频率仅为2-3个月。在预处理系统中，Z.Plex SWRO滤芯和残余氯的结合使用使过滤器的使用寿命延长了4倍。这种性能使客户能够将流量从传统的HFW处理系统转移到基于EDR的LSR系统，从而减少了占地面积，并且有助于扩大晶圆厂的产能。另一项优势是，在没有局部洗涤器废水流的情况下，传统的HFW系统运行更加稳定。